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2017年 第38卷 第04期    刊出日期:2017-04-20
论文
封面
2017, 38(04):  1. 
摘要 ( 223 )   PDF (1356KB) ( 206 )  
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目录
2017, 38(04):  2. 
摘要 ( 223 )   PDF (78KB) ( 236 )  
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不同时间尺度农田蒸散影响因子的通径分析
张雪松,闫艺兰,胡正华
2017, 38(04):  201-210.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.001
摘要 ( 640 )   PDF (595KB) ( 1147 )  
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基于2011-2015年冬小麦农田实测大型称重式蒸渗仪数据及农业气象观测数据,分析不同时间尺度农田蒸散量的分布特征,并利用通径分析方法对各时间尺度农田蒸散的影响因子进行辨识。结果表明:(1)冬小麦开花-乳熟期典型晴天小时尺度蒸散呈单峰变化,最大值为0.9~1.1mm·h-1,日累计蒸散量7.0~9.1mm·d-1;冬小麦全生育期多年平均蒸散总量为385.4mm,日平均蒸散量为2.6mm·d-1,最大日蒸散量11.0mm·d-1,变化趋势为前期较低、后期较高;在生育期尺度,播种-返青期的蒸散速率较小,多年平均值为1.1mm·d-1,返青后,农田蒸散速率加快,多年平均值为4.2mm·d-1。(2)不同时间尺度蒸散变化的影响因子主要包括净辐射(Rn)、饱和水汽压差(VPD)、0cm地温(Tg0)、20cm土壤水分(SW20)。在小时尺度,VPD对典型晴天蒸散变化的直接作用最大,其次为Rn,Tg0通过Rn路径对EThourly变化产生间接影响,对蒸散的综合决定能力排序依次为VPD>Tg0>Rn;在日尺度,Rn作为最关键的影响因子,对蒸散的直接影响最大,VPD对蒸散的间接影响最大,VPD、Tg0主要通过Rn路径间接影响蒸散,SW20再通过Tg0路径间接影响蒸散且为负效应,各因子决策系数排序依次为Rn>VPD>Tg0>SW20;在生育期尺度,Tg0和Rn是驱动蒸散变化的最主要因子并起直接影响作用,决策系数表明Tg0对蒸散变化的促进作用比Rn明显。

覆膜类型对日光温室SRSC栽培番茄幼苗根区温热效应的影响
傅国海,刘文科
2017, 38(04):  211-220.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.002
摘要 ( 608 )   PDF (1303KB) ( 1990 )  
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试验以土垄内嵌基质栽培方法(soil ridged substrate-embedded cultivation, SRSC)为基础,通过优化地膜覆盖类型,以期进一步缓解日光温室基质栽培过程中的高温胁迫,并促进番茄幼苗抗高温生长。以传统的土壤栽培垄+透明地膜为对照(CK),设置SRSC+透明地膜(TM),SRSC+黑色地膜(HM),SRSC+普通反光地膜(PF)和SRSC+强反光地膜(QF)共4个处理,在夏季日光温室中研究不同覆膜类型的SRSC栽培垄的根区温热效应及番茄幼苗生长情况。结果表明,在定植前覆盖不同类型地膜的SRSC垄其膜下和根区平均最高温度和昼间平均温度均低于CK,其中QF处理的膜下和根区温度最低,膜下和根区平均最高温度分别比CK低12.78和9.73℃,昼间平均温度分别比CK低7.88和6.16℃,隔热降温效果最优。定植后,环境温度升高,但各处理膜下和根区温度的变化规律与定植前基本一致,此阶段,QF处理依然表现出最优的隔热降温效果,其膜下和根区平均最高温度分别比CK低8.96和8.97℃,而膜下和根区的昼间平均温度分别比CK低6.02和5.47℃,降温效果明显,但比前期环境温度较低时有所下降。就根区降温效果看,降温能力表现为QF>PF>HM>TM>CK。夜间,各处理的膜下和根区温度均降至较为一致的适宜水平。根区温度与土壤吸放热多少无直接关系,HM、PF和QF三种不同覆膜类型处理中,QF处理根区的热量传递最为缓慢,根区温度最低。PF和QF处理的番茄幼苗株高和茎粗显著高于CK,且QF对增加株高和茎粗效果最显著。随着HM、PF和QF处理隔热降温效果的增强,番茄幼苗生物量逐渐增加,其中以QF的地上地下干鲜重最优,番茄幼苗生长最好。综上所述,通过SRSC方法,结合不同类型地膜覆盖,以覆盖强反光地膜的SRSC垄在夏季日光温室生产中能够改善栽培垄根区温热效应,同时有利于番茄苗期的生长。
基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟
张芳,方慧,杨其长,程瑞锋,张义,柯行林,卢威,刘焕
2017, 38(04):  221-229.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.003
摘要 ( 702 )   PDF (2746KB) ( 1307 )  
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大跨度温室作为一种新型南北走向的钢骨架覆膜温室,解决了传统日光温室土地利用率低、空间狭小的问题。为了研究在自然通风条件下大跨度温室的温度和气流场的分布规律,以及不同室外风速条件下通风口开度对大跨度温室温度和气流场的影响,利用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)软件构建三维稳态大跨度温室模型,模拟自然通风条件下大跨度温室内的温度场和气流场,并采集典型晴天下通风口开启50%时大跨度温室内13个测点的温度,将各测点的测量值与模拟值进行比较,最后利用已验证模型模拟分析通风口开度(25%、50%、75%、100%)在不同室外风速(1、2、3、4 m·s-1)条件下的大跨度温室温度和气流场。验证结果表明:模型模拟值与实测值的绝对误差在0.2~2.8℃,均方根误差为1.6℃,最大相对误差为9.9%,平均相对误差为4.1%,表明模拟值与实测值吻合良好。模拟结果显示,温室顶部温度高,底部温度低;室外冷空气从西侧通风口进入,温室内西侧温度低于东侧;温室内平均风速从南到北逐渐减小;温室中部风速明显小于东西两侧。大跨度温室上通风口及侧通风口全开时,温室内温度分布较均匀。温室通风口开度一定时,温室内通风率与室外风速呈显著线性正相关。考虑温室内温度及风速对作物的影响,以降温为主要目的时,建议通风口开度取75%~100%,若室外风速大于3m·s-1且室内温度能满足作物生长,则建议通风口开度<75%。
初花期喷镧对UV-B辐射增强下紫花苜蓿光合及荧光特性的 影响
王伟,王岩,梁变变,赵天宏,田荣荣,武红艳
2017, 38(04):  230-239.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.004
摘要 ( 596 )   PDF (496KB) ( 741 )  
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在温室大棚内采用样方法条播和叶面喷施技术,以紫花苜蓿(Medicago sativa)为试验材料,UV-B辐射增强设5%(T1)和10%(T2)2个梯度,镧(Lanthanum) 喷施设30、60和90mg·L-1 3个浓度,以植株上方悬挂灯架但不安装紫外灯管且不喷施镧的处理为对照(CK),研究UV-B辐射增强下喷施镧对紫花苜蓿光合及荧光特性的影响。结果表明:(1)在UV-B 辐射增强条件下,紫花苜蓿叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)均低于对照,表观光合电子传递效率(ETR)则高于对照(CK),说明UV-B辐射增强会降低紫花苜蓿叶片的光合特性。(2)喷施镧后,紫花苜蓿初花期、盛花期和成熟期叶片以上各指标均相应高于T1和T2处理,其中以在UV-B辐射增强5%条件下喷施30mg·L-1和UV-B辐射增强10%条件下喷施60mg·L-1镧效果显著(P<0.05),说明一定浓度的镧可以缓解UV-B辐射增强对紫花苜蓿光合特性造成的伤害,叶片光合作用得以增强;随着生育期的推进,紫花苜蓿叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量持续上升,说明UV-B辐射和镧的喷施对紫花苜蓿叶片糖和蛋白的合成有一定促进作用。
工厂化集中育秧模式下荆州市双季早稻低温冷害风险分析
刘凯文,王海蓉,朱建强,苏荣瑞,高华东
2017, 38(04):  240-247.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.005
摘要 ( 705 )   PDF (778KB) ( 1373 )  
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利用荆州市6个国家气象站1981-2014年早稻生育期和日平均气温观测资料,统计传统露地育秧(TS)情况下早稻的生育期和积温,设定比传统方式提前10d播种于温室集中育秧(CS-10)和提前20d播种于温室集中育秧(CS-20)两种育秧模式,推算出相应的生育期,利用日平均气温观测资料和weibull分布模型,统计分析当地采用这两种育秧模式时早稻关键生育期冷积温(指早稻某生育期内冷害临界温度指标与日平均气温差值的累积值)变化及概率密度分布,比较分析3种育秧模式下早稻遭遇低温冷害的风险。结果表明,相较于TS模式,提前10d集中育秧时,移栽-分蘖始期、幼穗分化始期、抽穗开花始期、灌浆结实始期和收获始期分别提前14d、10d、8d、11d和7d;提前20d集中育秧时,各生育期则分别提前24d、15d、11d、17d、10d。其中,轻度冷害发生概率在发育前期(移栽-分蘖期、幼穗分化期)逐渐下降,发育后期(抽穗开花期、灌浆结实期)逐渐增加,而中度以上冷害的发生概率在发育前期增幅较大,其中提前10d集中育秧时,移栽-分蘖期和孕穗分化期的冷害概率分别为14.7%、49.7%;提前20d集中育秧时,冷害概率分别可达57.1%、71.7%,是传统育秧模式的数倍。因此,为降低冷害风险、保障早稻稳产,荆州市早稻集中育秧模式的适宜播种期应不早于3月25日,即比传统育秧模式提前7d左右。
种衣剂对低温处理下棉花胚根及幼苗外部形态和超微结构的 影响
雷斌,李进,段留生,张鹏忠,李杰,谭伟明
2017, 38(04):  248-256.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.006
摘要 ( 681 )   PDF (8923KB) ( 917 )  
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以棉种‘新陆中54号’为材料,用3种种衣剂(棉1、棉2、棉3)包衣棉种后播种于塑料营养盒内,25℃恒温培养,分别在第4天(棉种长出胚根)和第7天(棉株幼苗)均进行5、10、15、20℃共4个低温处理,与各低温下未包衣种子(对照,CK)进行比较,低温处理24h后,观察各处理棉花胚根、幼苗外部形态和超微结构的变化,以期通过模拟新疆早春“倒春寒”发生特点,考察种衣剂对提高棉花耐寒性的功效。结果表明:20℃下种衣剂处理与CK无差异,种子萌发正常,发芽率在92.24%~95.51%,3种种衣剂包衣处理胚根生长量为3.66~3.81cm,幼苗叶色浓绿,茎杆直立,胚根细胞中线粒体结构完整,叶肉细胞中线粒体、叶绿体结构规则;15℃低温下种衣剂处理棉种发芽率较CK提高4.45~6.98个百分点,胚根生长速度下降,但包衣处理生长量较CK提高25.27%~36.05%,幼苗叶色浓绿,棉苗直立,胚根细胞中线粒体内脊清晰,叶肉细胞中叶绿体、线粒体结构清晰,细胞器结构和数量明显优于CK;10℃低温下棉种发芽受到抑制,但包衣处理较CK发芽率提高0.73~4.25个百分点,19.15%~42.55%的幼苗叶片下垂萎蔫,保持正常温度后种衣剂处理棉苗很快恢复到正常形态,胚根细胞中线粒体、内质网数目多于CK,叶肉细胞中叶绿体轮廓清晰,内含物较少;5℃低温下各处理棉种发芽率均低于50.00%,CK幼苗叶色脱水失绿,萎蔫下垂,萎蔫率达74.47%,叶绿体膨胀成圆球形、轮廓模糊,包衣处理幼苗萎蔫率在60.42%~67.45%,叶肉细胞中叶绿体结构完整,呈椭球型,线粒体结构较规则、内含物浑浊。研究表明种衣剂能促进低温处理下种子萌发、提高发芽率和胚根生长速度、保护棉苗外部形态和细胞超微结构稳定,维持正常生长,增强幼苗抵御低温的危害能力。
中国主栽猕猴桃品种的气候适宜性区划
屈振江,周广胜
2017, 38(04):  257-266.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2017.04.007
摘要 ( 776 )   PDF (2963KB) ( 1365 )  
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为合理规划猕猴桃种植布局,基于中国大陆地区主栽的美味猕猴桃和中华猕猴桃的种植分布信息以及1981-2010年2084个气象台站数据,综合生理存在需求和品质形成选取了影响猕猴桃种植分布的9个潜在影响因子,结合最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件,构建了猕猴桃潜在种植分布与气候因子的关系模型,研究了影响猕猴桃种植分布的主导气候因子及适宜范围,并利用存在概率这一综合反映各主导因子作用的指标,对不同的气候适宜区进行了划分。结果表明:影响中国区域猕猴桃种植分布的主导气候因子按照贡献率大小依次为最冷月平均气温、年日照时数、年相对湿度、最热月平均气温、无霜期和降水量,限制性因子是无霜期和最冷月平均气温。猕猴桃的潜在适宜区主要分布在102oE以东,24-36oN区域。其中,高气候适宜区主要包括四川中东部、重庆中西部、贵州高原、湘西南和陕西秦岭北麓。湖南、湖北和重庆等省市气候适宜度较高,还有较大的发展空间,而目前种植较为集中的秦岭北麓和川西北种植区应适当控制发展规模,着力提升品质和效益。